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面向一体式电子液压制动系统的电磁阀设计与试验

面向一体式电子液压制动系统的电磁阀设计与试验

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作者：龙万东重庆交通大学

学位级别：硕士

随着目前全球汽车的智能化、电动化趋势推动着新能源智能汽车大力发展,对制动系统提出了高性能主动制动及高效率能量回收的新需求。传统制动助力系统由于其结构限制,无法满足这些制动新需求。因此,出现了一种新型的一体式电子液压制动... 详细信息

随着目前全球汽车的智能化、电动化趋势推动着新能源智能汽车大力发展,对制动系统提出了高性能主动制动及高效率能量回收的新需求。传统制动助力系统由于其结构限制,无法满足这些制动新需求。因此,出现了一种新型的一体式电子液压制动系统。该种制动系统中往往采用多个不同的电磁阀用于其内部流道的控制,是重要的执行元件。电磁阀从结构上是一个复杂的多部件组合体,机、电、液相互耦合影响,如果设计不合理易形成电磁阀功能失效或者性能欠佳。基于此,本文完整地研究了电磁阀的设计方法,包括功能分析、结构设计、仿真设计、试验设计等。在构建新型一体式电子液压制动系统的模型基础上,对其关键部件电磁阀的作用及控制机制进行分析研究,以满足不同的车辆制动需求。并对电磁阀主要结构进行了材料选择、形状设计、尺寸参数设计等。通过对电磁阀内部的磁场与流场进行理论分析与仿真分析,研究了磁场与流场特性。通过Maxwell磁场和Simplorer物理场耦合分析,得到了电磁阀稳态下电磁力变化和打开到关闭瞬间时电流变化趋势。再通过仿真软件Fluent对电磁阀的进口、出口、节流孔处的流体域的压力与速度进行了细致分析,并利用动网格技术,得到了电磁阀出口的瞬态流量变化。为验证仿真模型准确性,从建模到加工组装,自主设计了测试台架,通过试制出电磁阀进行了台架磁场、流场实验验证。结果表明,实测电磁力与仿真数据差距小于15%,实测流量与仿真数据差距小于5%。搭建了针对电磁阀的综合实验台架,针对电磁阀在实际中所遇工况对电磁阀进行不同的性能测试,研究了电磁阀在动静态工况下的多种性能,并对一体式电子液压制动系统总成进行基础制动测试、ABS和TCS、冗余制动等测试,测试结果表明试制电磁阀能满足制动系统在不同工况下稳定且高效运作的要求。论文从电磁阀目标需求到设计,通过实验验证仿真模型的准确性,并对电磁阀性能测得试验数据,为电磁阀后续结构优化与量产工艺研究提供了技术帮助。

关键词：一体式电子液压制动系统电磁阀设计物理场仿真与实验性能试验

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